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實驗設計的總變異量，主要係由「實驗變異量」、「無關變異量」和「誤差變異量」三部分所造成的。實驗設計功能即是要處理這三項變異量，以增進實驗的有效性，其功能如下：

1. 使實驗變異量變為最大：係指在進行實驗設計時，須注意到設法使實驗處理的幾個條件之間盡可能的彼此有所不同；

2. 控制無關變異量：即除了研究者所操縱或改變的實驗處理變項之外，若有其它變項會影響到依變項，則研究者便無法對所得的結果做正確的解釋。

3. 使誤差變異量變為最小：研究者應盡量將實驗情境做妥善控制，使測量誤差減到最低程度。